Почки у человека

Для поддержания постоянного состава крови в организме необходимо удаление отработанных веществ (шлаков). В этом процессе принимают участие почки с мочевыделительной системой, кишечник, легкие и кожа. Структура почек человека оптимально приспособлена для удаления излишней жидкости, отделения вредных веществ и сохранения полезных компонентов крови.

Немного анатомии

Почка – это орган бобовидной формы, который находится по обе стороны от позвоночника, в зоне от третьего поясничного позвонка до двенадцатого грудного позвонка. Каждая почка весит примерно от 150 до 200 грамм. У почек есть верхние и нижние границы, которые называются “полюсами”. Верхние полюса находятся немного ближе к позвонкам по вертикали. Горизонтальный уровень правой почки находится на 2 сантиметра ниже, чем у левой почки.

Внутри почки образуется вогнутая поверхность, которая создает специальные “ворота”, через которые проходят следующие элементы:

• сосуд;
• нервные ветви.

Выходят:

• крупная вена;
• мочевой проток;
• лимфатический канал.

Внешняя оболочка почки состоит из плотной капсулы из фиброзной ткани, за которой находится жировая прослойка и фасция. Фасция соединяется по внешнему краю двумя листками. Она выполняет роль защитной чешуи, подобной той, которая есть у почек растений. Кроме того, фасция прикрепляет почку к брюшной стенке и обеспечивает фиксацию сосудов и нервов внутри органа.

При взгляде на разрез, мы можем увидеть основную структуру органа. Почечная паренхима, состоящая из двух слоев, играет важную роль в его функционировании:

• внешний, с более темным оттенком – корковый;
• внутренний, с ярким светлым цветом – мозговой.

В процессе этого явления, вещество коры внедряется в соприкасающуюся ткань. Эти участки называются “столбами”, а между ними образуются почечные пирамидки из мозгового слоя. Каждая пирамидка имеет сосочек с мелкими отверстиями в узкой части, который связан с начальной структурой выведения мочи – почечной чашечкой.

Мелкие чашечки (до 10 по числу) сливаются в более крупные (4-5) и переходят в лоханку, объемное образование ближайшее к воротам, из которого выходит мочеточник

Из этого места моча перемещается в нижние органы мочевыделения: мочевой пузырь и уретральный канал.

Расположение почек

Уникальный раздел – топографическая анатомия – определяет местоположение органов относительно окружающих структур, мышц, сосудов, костей, нервных ветвей. Можно сказать, что это своего рода трехмерное изображение.

Знание соотношения почек с соседними органами является особенно важным для оперирующих хирургов-урологов. Эти специалисты отвечают за безопасность пациента и применяют бережный подход к измененному органу, стремясь минимизировать травматичность процедуры.

Почки находятся за пределами брюшной полости, но имеют контакт с ней с передней и задней стороны. Справа от почки располагаются:

• Печень – это орган, который выполняет множество важных функций в организме. Она помогает в пищеварении, обрабатывает и хранит питательные вещества, а также удаляет токсины из крови.
• Двенадцатиперстная и ободочная кишка – это части пищеварительной системы, которые играют ключевую роль в процессе переваривания пищи. Они помогают разложить пищу на микроэлементы, которые могут быть усвоены организмом.

Перед левой почкой находятся:

• Желудок – орган пищеварительной системы, который выполняет функцию хранения и переваривания пищи.
• Поджелудочная железа – важный орган, который вырабатывает ферменты и гормоны, необходимые для правильного пищеварения.
• Селезенка – орган, который играет роль в иммунной системе и участвует в образовании крови.
• Часть тонкого кишечника – секция пищеварительного тракта, где происходит основное поглощение питательных веществ.
• Нисходящий отдел поперечноободочной кишки – участок кишечника, который отвечает за дальнейшую переработку пищи и всасывание воды.

Надпочечники, которые находятся близко к верхним полюсам, окружены жировой тканью. Выше расположены плотные диафрагмальные мышцы, которые разделяют брюшную и грудную полости. За почками брюшная стенка поддерживается крупными спинными мышцами, такими как поясничная и квадратная.

Кровоснабжение

Поставка крови в почки осуществляется через артериальное кровообращение, которое начинается от брюшного отдела аорты. В течение 4-5 минут вся кровь организма человека проходит через почечную артерию. От нее отходят почечные артерии, которые направляются к обоим почкам.

После этого они разветвляются на сеть веток:

• Первый ряд сосудов разделяется на пять сегментов.
• Второй ряд представлен артериями, расположенными между долями.
• Третий ряд состоит из ветвей, имеющих форму дуги.
• Четвертый ряд состоит из артерий, расположенных между дольками.

Междольковые артериолы являются по сути приносящими составляющими капиллярной сети клубочков.

После объединения, сосуды, которые выносят кровь, формируют венулы. В корковом слое почки у человека находятся звездчатые вены. Они собирают кровь из мозгового вещества и переносят ее в междольковые сосуды, а затем в дугообразные вены, которые имеют такое же название, как и артерии. Кровоток затем направляется в почечную вену и впадает в нижнюю полую вену. В корковом слое почки, по сравнению с мозговым веществом, протекает 20-40 раз больше артериальной крови.

Лимфатические сосуды исходят из почечных ворот и направляются в близлежащие лимфатические узлы:

• почечные;
• ретрокавальные (названы так, потому что расположены позади полой вены);
• преаортальные (расположены перед брюшной аортой);
• парааортальные (находятся вдоль сосуда).

Особенности иннервации

Ренальное сплетение формируется почечными нервами, которые получают информацию из центральных отделов через ветви блуждающего нерва и околопозвоночные узлы. В тканях находится множество рецепторов, которые при раздражении передают импульсы по афферентным волокнам в спинной мозг. Эти волокна проходят вместе с симпатическими чревными нервами.

Эфферентные волокна, которые движутся в обратном направлении, идут вместе с ветвями нервов симпатической и парасимпатической системы:

1. Иннервация, отвечающая за симпатическую активность, происходит от нейронов, которые находятся в боковых рогах спинного мозга, в нижних грудных и верхних поясничных сегментах.
2. Парасимпатическая иннервация, хотя и менее значимая, осуществляется через ветви блуждающих нервов и общего тазового сплетения.

Иннервация нефронов переплетена с нервными окончаниями артериол, капиллярных клубочков, венул

В клетках юкстагломерулярной зоны имеется обширная сеть нервных волокон, которая развита в полной мере.

Микроструктура почки

Нефроны, структурные единицы почки, играют важную роль в процессе вывода шлаков через мочу. В каждой почке насчитывается около миллиона таких образований. Если работоспособность некоторых нефронов снижается, остальные принимают на себя дополнительную функциональную нагрузку. Именно поэтому патология почек может протекать незаметно и без симптомов.

2/3 нефронов лежат в корковом слое, 1/3 на границе коркового и мозгового, называемого юкстагломерулярной зоной.

Каждый элемент нефрона включает в себя:

• клубочков кровеносных сосудов, где кровь поступает из артерий, которые приводят ее;
• тонкой мембраны, которая находится в основании;
• двухлепестковой оболочки с полостью внутри, которая окружает клубочки (известная как Шумлянского-Боумена);
• системы канальцев (прямых и извитых), которые сопровождаются отводящими артериями.

Подсчитано, что общая длина всех канальцев почки доходит до 100 км
Собирательные трубочки для соединения нефронов с малыми чашечками гистологи не относят к структуре нефрона.

Базальная мембрана, расположенная снаружи капиллярной стенки, покрыта особыми клетками, которые называются «подоцитами». У этих клеток есть характерные выступы и пространства между ними, называемые лакунами. Внутри сосуда находятся клетки эндотелия, которые образуют небольшие просветы между собой, известные как «щели». Это уникальное строение напоминает губку и играет важную роль в фильтрации воды из плазмы.

Как работают нефроны?

Нефрон, в качестве основной структурно-функциональной единицы почки, получает кровь из почечной артерии под высоким давлением и с высокой концентрацией растворенных веществ. Внутри клубочка эти показатели значительно ниже. Благодаря этому различию происходит перемещение жидкости и молекул малого и среднего размера через базальную мембрану, состоящую из эндотелиальных клеток сосудов и почечного эпителия.

В процессе, прошедшем, жидкость, которая препятствует проникновению, собирается между листками капсулы. Эта жидкость известна как первичная моча. Она содержит не только воду, но и:

• Вещества, содержащие азот (например, мочевина и креатинин);
• Соли, которые растворены в жидкости;
• Различные отходы и ненужные вещества;
• Сахар, который является источником энергии;
• Компоненты, из которых состоят аминокислоты;
• Вещества, необходимые для нормального функционирования организма, такие как витамины;
• Молекулы маленького размера, которые выполняют различные функции.

Из-за своих больших размеров белки не могут проникнуть через базальную мембрану в нормальных условиях. Однако, происходит обратный процесс всасывания в канальцевом аппарате. Подвергаются реабсорбции следующие вещества:

• больше количество воды;
• аминокислотные соединения;
• глюкоза;
• микроэлементы;
• витаминные вещества;
• электролитические соединения.

Первоначальная моча перемещается через канальцы, в которых эпителий почек обладает уникальной способностью определить полезность и оптимальную концентрацию растворенных веществ для организма. Именно эти клетки могут удалить из плазмы избыточное количество глюкозы, мочевины и изменить баланс электролитов, избавляясь от кислотных или щелочных компонентов.

Эпителий канальцев состоит из кубических (помечены цифрой 2) и цилиндрических клеток (под цифрой 3), часть которых имеют «щеточки» на поверхности

Эти структуры являются маленькими выступами, которые позволяют увеличить поверхность контакта с первичной мочой с 6 м² до 50 м². Клетки кишечной стенки обладают аналогичным механизмом.

Нужные вещества возвращаются в кровоток без затрат энергии на синтез или транспортировку. Эпителиальные клетки перебрасывают их в окружающие канальцы сосуды за счет осмотического давления.

Собирательные трубочки направляют вторичную мочу и выводят ее через отверстия пирамидальных сосочков (12-15 на каждой вершине). Таким образом, моча достигает чашечек, откуда она поступает в лоханку и затем в мочеточник.

Значение почек в деятельности организма

Функционирование почек тесно связано с работой всего организма и каждого отдельного органа. В общей сложности до 10% энергии тратится на процесс образования мочи и удаление вредных веществ.

Здоровые почки играют важную роль в обеспечении нашего организма энергией. Они используют собственные клетки для синтеза энергии из глюкозы и витаминов, при этом требуется наличие кислорода. По своей массе, обе почки составляют всего около 0,5% от общего веса нашего тела. Однако, по расходу кислорода, они занимают целых 9%. Интересно, что корковый слой почек потребляет больше кислорода, чем мозговой слой.

Изучение процессов повреждения ткани почек в условиях недостатка кислорода (гипоксии) показало, насколько уязвим этот орган к любым нарушениям кровоснабжения. Недостаток кровотока из-за тромбоза или атеросклеротических изменений главной артерии приводит к потере нормальной функции структур почек.

Придавая большое значение процессу образования мочи, необходимо помнить о важности почек в поддержании кислотно-щелочного баланса крови. Ведь только при оптимальной внутренней среде происходит правильный обмен веществ.

Эпителиальные клетки канальцев выполняют данную задачу, проявляя следующие способности:

• Изучать состав жидкости, которая достигла;
• Обнаруживать изменения в химическом составе и реакциях.

Балансировка происходит путем накопления или выведения водорода, ионов натрия и калия, аммиачных соединений. Когда щелочные остатки выводятся в мочу, реакция крови становится ближе к кислой, и наоборот. Задержка электролитов также связана с недостаточным поступлением из пищи.

Почки выполняют ряд важных функций, которые включают:

• Устранение из организма остаточных веществ, ненужных продуктов обмена веществ клеток, метаболитов;
• Избавление от внешних веществ, которые имеют антигенные свойства;
• Поддержание необходимой концентрации биологически важных компонентов в пределах текущих потребностей;
• Регулирование содержания электролитов, воды и солей как внутри, так и вне клеток;
• Поддержание оптимального кислотно-щелочного баланса для обеспечения всех видов обмена веществ.

Моча – результат работы почек

Как регулируется деятельность почек?

Функция почек в организме включает в себя не только фильтрацию крови и выведение отходов, но и выработку специальных веществ, которые имеют сходство с гормонами. Эти вещества играют важную роль в регуляции работы других органов и систем.

Ренин является ферментом, который разрушает белки. Он производится в клетках почечных клубочков, которые находятся в юкстагломерулярной зоне. После этого ренин попадает в кровь и лимфу. Хотя ренин не является гормоном, так как у него нет целевых клеток, он помогает вырабатывать настоящий гормон – ангиотензин II.

Он выполняет следующие функции:

• сужение артериальных сосудов;
• увеличение артериального давления (особенно в сосудах внутренних органов и кожи);
• усиление процесса реабсорбции в канальцах ионов натрия.

Клетки продолговатого мозга, принадлежащие к гипоталамусу, обладают другими способами регуляции. Они производят гормон вазопрессин (антидиуретический), который накапливается в задней доле гипофиза. Когда вазопрессин попадает в почечную ткань, он значительно усиливает реабсорбцию воды в извитых канальцах. Такой механизм срабатывает при больших потерях воды в жаркую погоду, при кровотечении или рвотных массах.

Действие вазопрессина сопровождается уменьшением объема вторичной мочи, задержкой воды в организме

Альдостерон, который производится в надпочечниках, также является регулятором. Он способен изменять процесс реабсорбции в канальцах, усиливая задержку натрия и выведение калия.

Роль нервной системы заключается в следующем:

• уменьшении диаметра почечных сосудов и снижении скорости фильтрации под воздействием нервных импульсов, которые контролируются симпатической нервной системой;
• увеличении кровотока при стимуляции парасимпатических нервов.

Особенности работы почек у детей

После рождения происходит процесс развития структур, которые необходимы для выполнения всех функций почек. Этот процесс еще не завершен, хотя количество нефронов уже соответствует взрослому организму. Морфологически, структура почек у детей полностью сформируется и начнет функционировать к 3-6 годам.

Эпителий базальной мембраны клубочков представлен исключительно высокими цилиндрическими клетками. Пока что нет кубических клеток. В результате этого происходит существенное сокращение поверхности фильтрации, а также увеличение сопротивления.

В грудном возрасте канальцевый аппарат характеризуется наличием узких и коротких образований. Эпителий в этом периоде еще не способен выполнять функцию выделения из организма лишней воды.

Количество вырабатываемой мочи растет с возрастом от 750 мл у годовалого малыша, до 1,5 л в 10 лет.

В детском возрасте организм имеет ограниченную способность выделять отработанные вещества. Функция регулирования альдостерона и антидиуретического гормона снижена. Эпителий канальцев не реагирует на появление этих веществ.

Эффективность работы почек зависит от способа кормления грудного ребенка:

• У младенцев, питающихся грудным молоком, процесс реабсорбции практически не требуется, поскольку все вещества, получаемые с молоком, полностью усваиваются;
• У детей, кормящихся искусственными смесями, необходимо поддерживать кислотно-щелочной баланс, так как чужеродные белки в питательных смесях приводят к закислению крови и требуют очистки от шлаков.

У детей наблюдается недостаточная секреция щелочных и кислотных компонентов мочи канальцевым эпителием. Это приводит к серьезному дефициту, который проявляется в склонности к повышенному образованию солей. В моче ребенка быстро появляются аморфные фосфаты и оксалаты.

Из-за того, что кислых веществ выделяется в два раза меньше, чем щелочных, организм детей часто реагирует на различные заболевания ацидозом. Если рацион состоит преимущественно из белковых продуктов, то это только увеличивает вероятность такой реакции.

Изучение анатомии и функций почек позволяет сравнивать работу здорового и измененного органа, подбирать препараты, которые помогут поддерживать естественные процессы. Разработка метода гемодиализа, который спасает множество пациентов, основана на имитации работы почечного фильтра.

Частые вопросы

Какова функция почек у человека?

Почки у человека выполняют ряд важных функций, включая фильтрацию крови, регуляцию уровня жидкости и электролитов в организме, выведение отходов и токсинов, а также участие в производстве гормонов.

Какие проблемы могут возникнуть с почками у человека?

У человека могут возникать различные проблемы с почками, включая инфекции, камни, опухоли, воспалительные заболевания и нарушение их функций. Эти проблемы могут привести к развитию хронической почечной недостаточности и требовать медицинского вмешательства.

Как поддерживать здоровье почек у человека?

Для поддержания здоровья почек рекомендуется пить достаточное количество воды, следить за уровнем артериального давления, умеренно употреблять соль, не курить, не употреблять алкоголь в больших количествах, правильно питаться и регулярно заниматься физической активностью. Также важно следить за уровнем сахара в крови и принимать меры для предотвращения инфекций мочевыводящих путей.

Полезные советы

СОВЕТ №1

Поддерживайте здоровый образ жизни, чтобы предотвратить проблемы с почками. Это включает в себя регулярные физические упражнения, употребление достаточного количества воды, сбалансированное питание и отказ от курения.

СОВЕТ №2

Следите за своим артериальным давлением и уровнем сахара в крови. Высокое артериальное давление и диабет могут негативно влиять на работу почек. Регулярно измеряйте показатели и при необходимости обратитесь к врачу.

СОВЕТ №3

Ограничьте потребление соли и употребление алкоголя. Избыток соли может увеличить артериальное давление и негативно сказаться на почках. Умеренное употребление алкоголя также важно для поддержания здоровья почек.